Прорыв в оптоволоконной технологии передачи данных с рекордной скоростью до 402 Тбит/с

Группа ученых из Астонского университета (Великобритания) совершила прорыв в области коммуникаций, достигнув скорости передачи данных с использованием оптоволоконных кабелей до 402 Тбит/с, что примерно в 1,6 миллиона раз быстрее современных домашних подключений к Интернету.

Это достижение открывает безграничные возможности для передачи больших объёмов данных — от плавного воспроизведения видео в разрешении 8K до сложных приложений виртуальной реальности. Однако для практического применения этой технологии учёным ещё предстоит преодолеть множество трудностей.

Чтобы достичь столь впечатляющей скорости, учёные использовали все длины волн, используемые в коммерческой оптоволоконной технологии, а не только одну или две, как сейчас. Результаты исследования были опубликованы в техническом отчёте Национального института информационных и коммуникационных технологий Японии (NICT).

Новый рекорд скорости передачи данных по оптоволоконным технологиям оценивается на 25% выше предыдущего рекорда, установленного той же группой учёных в марте. В предыдущих экспериментах им удалось достичь скорости 301 Тбит/с, используя четыре из шести длин волн в оптоволоконных кабелях.

По этому поводу г-н Иэн Филлипс, преподаватель электроники и вычислительной техники в Астонском университете, заявил: «Это открытие может помочь увеличить пропускную способность одного оптоволоконного кабеля, помогая миру создать более производительную систему. Ожидается, что новая технология внесет значительный вклад в расширение пропускной способности оптической инфраструктуры связи, поскольку спрос на будущие услуги передачи данных стремительно растёт».

Чтобы достичь этого нового рекорда, команда построила первую в мире оптическую систему передачи, охватывающую все шесть длин волн, используемых в волоконно-оптической связи, включая 0-диапазон (длина волны 1260–1360 нм), E-диапазон (длина волны 1360–1460 нм), S-диапазон (длина волны 1460–1530 нм), C-диапазон (длина волны 1530–1565 нм), L-диапазон (длина волны 1565–1625 нм) и U-диапазон (длина волны 1625–1675 нм).

Большинство современных коммерческих оптоволоконных соединений передают данные в диапазонах C и L с длинами волн от 1530 до 1625 нм, поскольку именно эти диапазоны обеспечивают наиболее стабильную передачу данных, что означает минимальные потери данных во время передачи. Однако, по мере роста спроса на передачу данных, эти диапазоны перестают его удовлетворять, что приводит к необходимости использования новых диапазонов, сообщают исследователи.

Важнейшим моментом этого новаторского исследования является то, что ученым удалось достичь рекордной скорости в 402 Тбит/с на стандартных коммерческих оптоволоконных кабелях, что означает отсутствие необходимости использования специализированных оптоволоконных кабелей.

Сегодня оптоволоконная технология используется во всех высокоскоростных широкополосных соединениях, основанных на отражении световых лучей по внутренней поверхности стеклянных волокон. По сравнению с популярными в прошлом медными кабелями, оптоволоконные кабели обеспечивают более высокую скорость передачи данных, меньшие потери данных и позволяют передавать большие объёмы данных одновременно.

Одно из главных преимуществ оптоволоконных кабелей заключается в том, что свет может передаваться по ним на различных длинах волн. Сигналы, передаваемые в разных диапазонах инфракрасного спектра, не мешают друг другу при прохождении по кабелю. Это означает, что оптоволоконные кабели могут передавать несколько сигналов одновременно, значительно увеличивая объём данных, передаваемых в любой момент времени.

Международный медиа- и стриминговый сервис Netflix рекомендует пользователям минимальную пропускную способность 3 мегабита в секунду (Мбит/с) для бесперебойной потоковой передачи контента высокой чёткости. Скорость, достигнутая исследователями в этом тесте, в 100 миллионов раз превышает рекомендуемую Netflix.

Между тем, согласно исследованию Deloitte, семье из пяти человек может потребоваться не более 50 Мбит/с пропускной способности. Даже семье из четырёх человек, где трое одновременно скачивают 4K-видео и другой контент, потребуется всего лишь чуть более 314 Мбит/с.

Таким образом, на скоростях, достигнутых в этом исследовании, данные из миллионов домохозяйств могут передаваться по одному оптоволокну без каких-либо задержек.